Система регулирования уровня жидкости должна быть рассчитана на обработку бурового раствора с высокой концентрацией твердой фазы при высоком давлении
Была выбрана система регулирования уровня жидкости типа DP в сочетании с пневмоприводным штуцером. В качестве дублирующей системы был установлен механический индикатор уровня высокого давления. При наличии абразивной среды применение стандартного клапана-регулятора уровня жидкости, рассчитанного на высокое давление, было невозможно. Был испытан целый ряд регулирующих клапанов в комплекте со штуцерами в среде твердой фазы различного гранулометрического состава, при различной величине расхода жидкости и расчетного перепада давления на клапане. Рабочие жидкости представляли собой смеси воды с песком в соотношении, соответственно, 4:1с частицами, размер которых изменялся от 25 до 300 микрон.
Схема испытательного стенда представлена на рис. 3. По результатам этих испытаний были отобраны наиболее надежные устройства со штуцерами, которые затем были установлены в системе.
После прохождения через манифольд регулятора уровня жидкости в сепараторе для бурового раствора осуществляется отделение твердой фазы. Сепаратор снабжен целым рядом гидроциклонов, предназначенных для отделения твердой фазы от жидкости. После прохождения через гидроциклоны твердая фаза осаждается на дно сепараторного резервуара. Затем твердая фаза, при помощи штуцерного устройства, сбрасывается в отстойник, где производится дальнейшая дегазация бурового раствора, содержащего твердую фазу, перед подачей к центрифуге для дальнейшей очистки.
Рис.3 Схема стенда для испытания штуцеров.
При этом выявилась одна проблема, заключающаяся в величине концентрации растворенного газа в буровом растворе (на нефтяной основе) на выходе из основного резервуара сепаратора. При создаваемом перепаде давления на регуляторе уровня жидкости в сепараторе газ отделяется от жидкости, скорость потока увеличивается, что приводит к увеличению эрозионного износа и снижению эффективности работы гидроциклонов. Было проведено моделирование этого процесса для определения степени воздействия такого эффекта. Результаты моделирования показали, что такой эффект представляет потенциальную проблему, поэтому клапан-регулятор давления был установлен на выходе из сепаратора жидкости и твердой фазы.